Recolección y mantenimiento a largo plazo de hormigas cortadoras de hojas (Atta) en condiciones de laboratorio

La recolección y el mantenimiento exitosos de colonias en diferentes tipos de nidos en condiciones de laboratorio permite el desarrollo de la investigación general y puede promover la divulgación científica. Dado que las colonias probadas en archivos son difíciles de monitorear, este protocolo permite condiciones experimentales preliminares en un entorno controlado, utilizando colonias enteras como unidades operativas. Este protocolo se puede adaptar a otros grupos de interés al considerar los estilos de vida heterogéneos de las especies de hormigas, como las peculiares hormigas del género Acromimix.

Un individuo que nunca ha realizado esta técnica puede considerar la incertidumbre de los eventos y la compleja rutina diaria de cuidado como dificultades. Una primera recolección debe tener lugar justo después del vuelo nupcial en el que las reinas que han quitado sus alas e iniciado la excavación se colocan en pequeños recipientes con una base de yeso. Una segunda recolección debe ocurrir seis meses después del vuelo nupcial en el que se recolectan las colonias desarrolladas por las reinas que comenzaron con éxito la fundación de la colonia.

Después del desarrollo de las colonias, se transfieren a contenedores más grandes y, opcionalmente, a diferentes configuraciones de nidos. Prepare los recipientes con tapa de plástico con una capa inferior de yeso para retener a las reinas individualmente. En la temporada reproductiva, identifique los nidos de Atta en áreas de ocurrencia de hormigas cortadoras de hojas y busque las características externas que indican la próxima partida de las hormigas reproductivas aladas.

Las características del nido incluyen entradas de túneles ensanchadas, hormigas reproductoras aladas que aparecen en las entradas de los túneles y un mayor flujo de obreras que muestran un comportamiento más agresivo hacia posibles depredadores. Después del vuelo nupcial, cuando las hembras reproductoras regresen al suelo, retiren sus alas y comiencen la excavación del nido. Comienza la colección de reinas.

Colóquelos cuidadosamente individualmente en recipientes de plástico preparados con una capa de yeso. Coloque a las reinas en un ambiente controlado, y no las manipule ni mueva durante aproximadamente tres días para evitar el estrés. Perfore cuidadosamente las tapas y vierta 2,5 mililitros de agua con una jeringa con agujas en la capa de yeso del recipiente cada dos días.

Mientras el jardín de hongos exhiba un aspecto seco con ausencia de agua, riegue la capa de yeso. Compruebe si las reinas han regurgitado el hongo dos semanas después de la recolección. Si no hay hongos, recoja dos gramos del jardín de hongos de colonias sanas y establecidas y transfiéralos a los contenedores de las reinas.

Realice este paso incluso si el hongo no se desarrolla. Después de la aparición de las primeras obreras, comience a ofrecer fragmentos de hojas jóvenes y delgadas regularmente de acuerdo con la actividad de corte de la colonia y elimine los desechos de la colonia y los fragmentos de hojas secas. Siga el desarrollo de la colonia, y cuando el jardín de hongos alcance al menos la mitad del volumen del contenedor, transfiera la colonia a un nido artificial y perdurable.

Seis meses después del último vuelo nupcial, identifique montículos indicativos en forma de torre con partículas de suelo granuladas de ataduras incipientes en las ubicaciones de la aparición de hormigas cortadoras de hojas. Se estima que los nidos de colonias jóvenes tienen hasta un metro de profundidad en el suelo después de seis meses del vuelo nupcial. En este momento, excava la entrada del nido hasta llegar a la cámara que sostiene a la joven colonia con una azada de jardín.

Recoja la reina, el jardín de hongos, los trabajadores inmaduros y jóvenes y colóquelos en un recipiente de plástico de aproximadamente 500 mililitros. Mueva los recipientes con tapa de plástico que contienen las colonias al entorno controlado designado. No manipule ni mueva las colonias durante aproximadamente tres días para evitar el estrés.

Comience a ofrecer hojas. Cuando ofrezca hojas nuevas, elimine las hojas secas y los desechos de la colonia. Retire los restos de tierra de la colección con la ayuda de una cuchara.

Siga el desarrollo de las colonias, y cuando el jardín de hongos alcance al menos la mitad del volumen del contenedor, transfiera las colonias a nidos artificiales y perdurables, nido vertical enclaustrado, nido horizontal enclaustrado y nido de arena abierta. Prepare nidos artificiales y perdurables con la configuración más adecuada nido vertical enclaustrado, nido horizontal enclaustrado y nido de arena abierta. Prepare una configuración de nido vertical enclaustrado con una cámara de forrajeo, una cámara de desechos y una cámara de jardín de hongos.

Luego prepare una configuración de nido horizontal enclaustrado con una cámara de forrajeo, una cámara de desechos y una cámara de jardín de hongos. A continuación, prepare una configuración de nido de arena abierta con una cámara de forrajeo y desechos y una cámara de jardín de hongos conectada a ella. La arena también puede contener la cámara de hongos.

Aplique una capa de politetrafluoroetileno líquido en un solo movimiento al borde de la arena para contener las hormigas. Use algodón empapado con los guantes líquidos y de nitrilo. Ofrezca al menos una hoja grande diariamente en la cámara de forrajeo por colonia con un litro del volumen del jardín de hongos.

La frecuencia de la oferta depende de la agilidad con la que los trabajadores incorporan el material vegetal sobre el hongo. Si la actividad de corte de las hormigas es intensa, aumente el número de hojas. En los nidos de clausura, realice la ofrenda rápidamente para evitar que las hormigas escapen de la cámara de alimentación.

También se pueden ofrecer otros tipos de recursos. En nidos de arena abierta, ofrezca hojas de acuerdo con la cantidad de litros de hongos y lejos de los desechos. Retire todo el contenido de la cámara de desechos cada dos semanas de todas las colonias y nidos duraderos y las obreras, así como para fines de control de la población.

Si la cantidad de residuos desechados es alta o demasiado húmeda, retírelos una vez por semana. Si las obreras transfieren el hongo sano a la cámara de desechos, asegúrese de que la reina no esté sobre él y retírelo. Retire el material no tomado por las hormigas de la cámara de forrajeo cada vez que ofrezca otros nuevos, y asegúrese de que siempre esté limpio.

Si los trabajadores transfieren el hongo sano a la cámara de forrajeo, molestarla, dejar la tapa del recipiente abierta y aplicar polvo de talco neutro a la superficie del margen de la cámara. De esta manera, los trabajadores transferirán el hongo de nuevo al contenedor sin perderlo ni inmaduros. Si se desea más jardín de hongos, agregue otro recipiente enlucido y mueva una porción de la esponja de hongos en él.

El crecimiento del jardín de hongos debe ocurrir gradualmente, para no comprometer el equilibrio de la colonia. Si se desea un recipiente más grande, asegúrese de dejar que el hongo ocupe todo el espacio de los contenedores más pequeños antes de transferirlo. Los desechos de la colonia no deben acumularse en la cámara del jardín de hongos.

Al recolectar reinas en diferentes momentos de su ciclo de vida temprano como se describe en el protocolo e introducir un hilo de nylon en el gáster de los individuos, fue posible evaluar y comparar la resistencia inmune individual entre reinas vírgenes, reinas recientemente apareadas y reinas apareadas durante seis meses. Los niveles de encapsulación se evaluaron a través del valor gris medio de las imágenes de los filamentos de nylon insertados en el gáster de los individuos. Se consideró que los hilos más oscuros representaban una defensa celular eficiente.

Las reinas recientemente apareadas de Atta laevigata mostraron el nivel de encapsulación más alto, por lo tanto, una defensa inmune individual efectiva. Para mejorar los métodos de control de la población, las colonias recolectadas a través del protocolo se sometieron a pruebas de atractivo de Bates. A lo largo del experimento, se realizaron cinco repeticiones con cinco colonias de cada especie, Atta laevigata y Atta Sextens.

Los cebos no tóxicos formulados con diferentes subproductos se organizaron de manera diversa dentro de las repeticiones. Aquí se muestra el porcentaje medio de carga de los trabajadores de Atta laevigata y Atta sexdens. Los tratamientos de pulpa cítrica, soja y soja más pulpa cítrica fueron los más cargados para ambas especies.

Sin embargo, el último tratamiento cargado para los sexdens de Atta fue cargado en un 60% por los trabajadores de Atta laevigata. Durante los años 2016 a 2019, aproximadamente 2, 020 estudiantes de alrededor de 34 escuelas pudieron visitar el laboratorio de hormigas cortadoras de hojas para observar las colonias de hormigas recolectadas y mantenidas utilizando los protocolos descritos anteriormente. Es posible ver un aumento en el interés de las organizaciones educativas en la realización de exposiciones de insectos vivos como las hormigas que permiten una observación cercana por parte de los estudiantes.

Las visitas tenían diferentes objetivos, desde la biología general hasta el aprendizaje del comportamiento social de acuerdo con el nivel de educación de los estudiantes. Algunos pasos críticos en esta técnica están asociados con la promoción del crecimiento del jardín de hongos, mantener los nidos limpios y evitar posibles escapes. El protocolo se puede aplicar a otras especies de interés científico para comprender el desarrollo de colonias en etapa temprana y la investigación de interacciones de cebo tóxico, por ejemplo.

Esta técnica ha sido empleada durante 22 años por investigadores de varias áreas como morfología comparada, histología, toxicología y microbiología, a nivel individual y de colonia.